新研究發(fā)現(xiàn)線粒體的崩潰，COVID-19對重要器官的隱藏攻擊

肺部的線粒體功能有所恢復(fù)，但心臟和其他器官的情況并非如此。這種持續(xù)的損害可能為“長冠”相關(guān)的不良反應(yīng)提供了潛在的解釋。

自SARS-CoV-2病毒引發(fā)的COVID-19大流行開始以來，科學(xué)家們一直在努力了解它與其他冠狀病毒相比的獨(dú)特長期影響。現(xiàn)在，由費(fèi)城兒童醫(yī)院(CHOP)和COVID-19國際研究小組(COV-IRT)領(lǐng)導(dǎo)的一個(gè)多機(jī)構(gòu)研究人員聯(lián)盟發(fā)現(xiàn)，這種病毒會(huì)對線粒體的基因產(chǎn)生不利影響——線粒體是我們細(xì)胞的動(dòng)力——導(dǎo)致肺以外的幾個(gè)器官功能障礙。研究結(jié)果發(fā)表在《Science Translational Medicine》雜志上，為COVID-19的新治療策略鋪平了道路。

線粒體存在于我們身體的每個(gè)細(xì)胞中。負(fù)責(zé)產(chǎn)生線粒體的基因分布在細(xì)胞核內(nèi)的核DNA和每個(gè)線粒體內(nèi)的線粒體DNA (mtDNA)中。先前的研究表明，SARS-CoV-2蛋白可以與宿主細(xì)胞中的線粒體蛋白結(jié)合，可能導(dǎo)致線粒體功能障礙。

為了了解SARS-CoV-2如何影響線粒體，CHOP線粒體和表觀基因組醫(yī)學(xué)中心(CMEM)的研究人員和他們的COV-IRT同事想分析線粒體基因表達(dá)，以檢測病毒引起的差異。為了做到這一點(diǎn)，他們分析了受影響患者和動(dòng)物模型的鼻咽和尸檢組織。

“來自人類患者的組織樣本使我們能夠了解線粒體基因表達(dá)在疾病進(jìn)展的開始和結(jié)束時(shí)是如何受到影響的，而動(dòng)物模型使我們能夠填補(bǔ)空白，并觀察基因表達(dá)差異隨時(shí)間的進(jìn)展，”該研究的**作者Joseph Guarnieri博士說，他是CHOP CMEM的博士后研究員。

研究發(fā)現(xiàn)，在尸檢組織中，線粒體基因在肺部的表達(dá)已經(jīng)恢復(fù)，但在心臟、腎臟和肝臟中，線粒體功能仍然受到抑制。在研究動(dòng)物模型和測量肺部病毒載量達(dá)到峰值的時(shí)間時(shí)，即使在大腦中沒有觀察到SARS-CoV-2，小腦中的線粒體基因表達(dá)也受到抑制。其他動(dòng)物模型顯示，在SARS-CoV-2感染的中期，肺部的線粒體功能開始恢復(fù)。

綜上所述，這些結(jié)果表明，宿主細(xì)胞對初始感染的反應(yīng)涉及肺部，但隨著時(shí)間的推移，肺部的線粒體功能得到恢復(fù)，而在其他器官，特別是心臟，線粒體功能仍然受損。

“這項(xiàng)研究為我們提供了強(qiáng)有力的證據(jù)，表明我們需要停止將COVID-19嚴(yán)格地視為一種上呼吸道疾病，而開始將其視為一種影響多個(gè)器官的系統(tǒng)性疾病，”CHOP的CMEM主任、共同通訊作者Douglas C. Wallace博士說。“我們在肺以外的器官中觀察到的持續(xù)功能障礙表明，線粒體功能障礙可能會(huì)對這些患者的內(nèi)臟造成長期損害。”               

雖然使用這些數(shù)據(jù)的未來研究將研究系統(tǒng)性免疫和炎癥反應(yīng)如何導(dǎo)致一些患者更嚴(yán)重的疾病，但研究小組確實(shí)發(fā)現(xiàn)了microRNA 2392 (miR-2392)的潛在治療靶點(diǎn)，該靶點(diǎn)被證明可以調(diào)節(jié)本研究中使用的人體組織樣本中的線粒體功能。

“這種微小RNA在被SARS-CoV-2感染的患者的血液中上調(diào)，這不是我們通常期望看到的，”共同通訊作者Afshin Beheshti博士說。“中和這種microRNA可能能夠阻止病毒的復(fù)制，為那些面臨更嚴(yán)重并發(fā)癥風(fēng)險(xiǎn)的患者提供額外的治療選擇。”

今年早些時(shí)候，蓋茨基金會(huì)向Wallace博士和CMEM提供了資金，用于研究mtDNA在世界人口中的變異如何影響線粒體功能，從而影響個(gè)體對SARS-CoV-2的敏感性。Wallace說，SARS-CoV-2顯著影響線粒體功能的證明支持了線粒體功能的個(gè)體差異可能是個(gè)體COVID-19嚴(yán)重程度的一個(gè)因素的假設(shè)。

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